半导体装置以及其制作方法与流程

本发明涉及一种半导体装置以及其制作方法，尤其是涉及一种栅极氧化物层的半导体装置以及其制作方法。

背景技术：

1、在具有高压处理能力的功率元件中，双扩散金属氧化物半导体(double-diffusedmos，dmos)晶体管元件持续受到重视。常见的dmos晶体管元件有垂直双扩散金属氧化物半导体(vertical double-diffused mos，vdmos)与横向双扩散金属氧化物半导体(ldmos)晶体管元件。ldmos晶体管元件因具有较高的操作频宽与操作效率，以及易与其他集成电路整合的平面结构，现已广泛地应用于高电压操作环境中，例如中央处理器电源供应(cpupower supply)、电源管理系统(power management system)、直流/交流转换器(ac/dcconverter)以及高功率或高频段的功率放大器等等。ldmos晶体管元件主要的特征为利用设置具有低掺杂浓度、大面积的横向扩散漂移区域来缓和源极端与漏极端之间的高电压，因此可使ldmos晶体管元件获得较高的击穿电压(breakdown voltage)。然而，随着相关产品的要求越来越高，如何通过在结构或/及制作工艺上的设计调整来改善高压半导体元件的电性表现或/及设置密度等特性仍是相关领域人员持续努力的方向。

技术实现思路

1、本发明提供了一种半导体装置以及其制作方法，利用具有向下延伸的底部与对应的凹陷上表面的栅极氧化物层以及部分设置在栅极氧化物层下方的漂移区来改善半导体装置的相关电性表现或/及缩小半导体装置的所占面积。

2、本发明的一实施例提供一种半导体装置，其包括一半导体基底、一栅极结构、一第一漂移区、一第一源极/漏极区以及一栅极氧化物层。栅极结构与栅极氧化物层设置在半导体基底上。第一漂移区设置在半导体基底中且位于栅极结构的一侧。第一源极/漏极区设置在第一漂移区中。栅极氧化物层包括一第一部分以及一第二部分。第一部分的至少一部分在一垂直方向上设置在栅极结构与半导体基底之间。第二部分在一水平方向上设置在栅极氧化物层的第一部分与第一源极/漏极区之间。栅极氧化物层的第二部分包括一底部向下延伸以及一第一凹陷上表面在垂直方向上位于底部之上。第一漂移区的一部分在垂直方向上位于栅极氧化物层的第一部分与第二部分的下方。

3、本发明的一实施例提供一种半导体装置的制作方法，包括下列步骤。在一半导体基底中形成一第一漂移区。在半导体基底上形成一栅极氧化物层。在栅极氧化物层上形成一栅极结构，且第一漂移区位于栅极结构的一侧。在第一漂移区中形成一第一源极/漏极区。栅极氧化物层包括一第一部分以及一第二部分。第一部分的至少一部分在一垂直方向上设置在栅极结构与半导体基底之间。第二部分在一水平方向上设置在栅极氧化物层的第一部分与第一源极/漏极区之间。栅极氧化物层的第二部分包括一底部向下延伸以及一第一凹陷上表面在垂直方向上位于底部之上。第一漂移区的一部分在垂直方向上位于栅极氧化物层的第一部分与第二部分的下方。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.如权利要求1所述的半导体装置，其中该栅极氧化物层的该第二部分与该栅极氧化物层的该第一部分直接相连。

3.如权利要求1所述的半导体装置，其中该栅极氧化物层的该第一部分的底部在该垂直方向上高于该栅极氧化物层的该第二部分的该底部。

4.如权利要求1所述的半导体装置，其中设置在该栅极氧化物层的该第二部分下方的该第一漂移区在该水平方向上围绕该栅极氧化物层的该第二部分的该底部。

5.如权利要求1所述的半导体装置，其中该栅极氧化物层的该第二部分共形地设置在该第一漂移区上。

6.如权利要求1所述的半导体装置，还包括：

7.如权利要求6所述的半导体装置，其中该间隙壁结构的一部分在该垂直方向上设置在该栅极氧化物层的该第二部分的该第一凹陷上表面上。

8.如权利要求1所述的半导体装置，还包括：

9.如权利要求1所述的半导体装置，其中该栅极氧化物层的该第三部分与该栅极氧化物层的该第一部分直接相连。

10.如权利要求1所述的半导体装置，其中该栅极氧化物层的该第一部分的底部在该垂直方向上高于该栅极氧化物层的该第三部分的该底部。

11.一种半导体装置的制作方法，包括：

12.如权利要求11所述的半导体装置的制作方法，其中形成该第一漂移区的方法包括：

13.如权利要求12所述的半导体装置的制作方法，其中该栅极氧化物层是在该掺杂制作工艺之后通过氧化制作工艺形成，且位于该第一沟槽下方的该第一漂移区的一部分被该氧化制作工艺氧化而成为该栅极氧化物层的该第二部分的至少一部分。

14.如权利要求13所述的半导体装置的制作方法，其中该半导体基底的区域在该掺杂制作工艺中被图案化掩模层覆盖，且该半导体基底的该区域的一部分被该氧化制作工艺氧化而成为该栅极氧化物层的该第一部分的至少一部分。

15.如权利要求11所述的半导体装置的制作方法，其中该栅极氧化物层的该第一部分的底部在该垂直方向上高于该栅极氧化物层的该第二部分的该底部。

16.如权利要求11所述的半导体装置的制作方法，还包括：

17.如权利要求16所述的半导体装置的制作方法，其中形成该第一漂移区与该第二漂移区的方法包括：

18.如权利要求17所述的半导体装置的制作方法，其中该栅极氧化物层是在该掺杂制作工艺之后通过氧化制作工艺形成，位于该第一沟槽下方的该第一漂移区的一部分被该氧化制作工艺氧化而成为该栅极氧化物层的该第二部分的至少一部分，且位于该第二沟槽下方的该第二漂移区的一部分被该氧化制作工艺氧化而成为该栅极氧化物层的该第三部分的至少一部分。

19.如权利要求11所述的半导体装置的制作方法，还包括：

20.如权利要求19所述的半导体装置的制作方法，其中该间隙壁结构的一部分在该垂直方向上形成在该栅极氧化物层的该第二部分的该第一凹陷上表面上。

技术总结
本发明公开一种半导体装置以及其制作方法，其中该半导体装置包括半导体基底、栅极结构、第一漂移区、第一源极/漏极区与栅极氧化物层。栅极结构与栅极氧化物层设置在半导体基底上。第一漂移区设置在半导体基底中。第一源极/漏极区设置在第一漂移区中。栅极氧化物层的第一部分的至少一部分在垂直方向上设置在栅极结构与半导体基底之间。栅极氧化物层的第二部分在水平方向上设置在第一部分与第一源极/漏极区之间。第二部分包括底部向下延伸与第一凹陷上表面位于底部之上。第一漂移区的一部分位于栅极氧化物层的第一部分与第二部分的下方。

技术研发人员：杨宗祐,李信宏,曹瑞哲,张哲华
受保护的技术使用者：联华电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13